Iugonet 20100916

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    1. 1. 太陽地球系物理学における メタデータ・データベースの構築 小山幸伸 * 1 、河野貴久 * 2 、阿部修司 * 3 、新堀淳樹 * 4 、堀智昭 *2 、 林寛生 * 4 、吉田大紀 * 1 、田中良昌 * 5 、鍵谷将人 * 6 、上野悟 *7 、金田直樹 * 7 京大・理・地磁気センター、   所、 *3 九大・宙空環境研究センター、     *1 * 2 名古屋大学太陽地球環境研究 * 4 京大・生存圏研究所、 RIMS 極地研究所、 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」       * 6 東北大・惑星プラズマ大気研 2010.9.16 (京都大学数理解析所) 究センター、 *5
    2. 2. 発表内容 1. 京都大学理学研究科 附属地磁気世界資料解析センターの紹介 2. IUGONET プロジェクト • • • • • プロジェクト概要 メタデータ・フォーマット メタデータ・データベース  …   (DSpace 利用 ) 解析ソフトウェア  …   (IDL 利用 ) 外部提供インターフェイス  …   (SRU/W, OpenSearch 利用 ) 1. まとめ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 2
    3. 3. 京都大学における地磁気センターの位置づ け 以下略 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 3
    4. 4. 地磁気センターの位置 京都大学吉田キャンパス北部構内 5F  地磁気セン ター 生協 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 4
    5. 5. 身近な地磁気 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 5
    6. 6. 地磁気センターの情報 • スタッフ(8名) – – – – – – – • 教授 准教授 助教      x 2 特定研究員 教務補佐員 技術補佐員 事務補佐員 •データの期間: 1848 年~現在(主に 1957 以降) International Geophysical Year (IGY): 1957 ( オーロラ、大気光( 夜光 ) 、宇宙 線、 地磁気、氷河、重力、電離層、 経度・緯度決定、気象学、海洋学 、 地震学、太陽活動 ) •マイクロフィルム: 約 9,300 巻 業務内容 1. Wold Data Center for Geomagnetism, Kyoto の運営 2. 各種研究解析(観測も含む) 3. 学部・大学院生の教育 •マイクロフィッシュ: 約 10,000 枚 •データブック: 約 3,400 冊 •その他      デジタルデー RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 6 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) タ
    7. 7. 地磁気センター保有のデータの特徴 • 地磁気データは基本的にベクトル3成分+時刻情報で表 される。いくつかの国際的な地磁気の標準データフォー マットに沿ってデジタル化されている最近のデータは取 り扱いが容易。(サイズも小さい) • アナログデータの取り扱いは大変。 画像ファイル化しているものもある。  → メタデータの重要性 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 7
    8. 8. 発表内容 1. 京都大学理学研究科 附属地磁気世界資料解析センターの紹介 2. IUGONET プロジェクト • • • • • プロジェクト概要 メタデータ・フォーマット メタデータ・データベース  …   (DSpace 利用 ) 解析ソフトウェア  …   (IDL 利用 ) 外部提供インターフェイス  …   (SRU/W, OpenSearch 利用 ) 1. まとめ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 8
    9. 9. 大学間連携事業 「超高層大気長期変動の 全球地上ネットワーク観測・研究」 Inter-university Upper atmosphere Global Observation NETwork (IUGONET) RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 (京都大学数理解析所) 9
    10. 10. プロジェクトの年次計画 項目 超高層大気科学 バーチャル情報拠 点の構築と運営 メタデータ・デー タベースの開発 メタデータフォー マットの策定 解析ソフトウェア の開発 H21 H22 システム導 入 公開バー ジョンの開 発 Ver.1 の策定 プログラム 開発スター ト H25 H26 備考 多点情報交換システムを各 機関に導入し、緊密な連携 体制を実現する システム更 新 メタデータに関して、登 録・検索・配信などを行う システムを開発する アップデー ト / ドキュ メント整備 開発環境整 備 仕様の策定 H24 システム更 新 定常運用 プロトタイ プの開発 H23 一般に公開 初年度に ver.1 を策定し、以 後必要に応じてアップデー トを重ねる 各機関が現在実施している 観測に適合した解析ソフト ウェアの開発を進める 一般に公開 観測データのデー タベース整備 観測 DB 整備 / 非デジタ ルデータ調 査 後半は過去 20 年以上にわたって蓄 積された観測データを中心に扱う メタデータの抽出 メタデータ 抽出スター ト 後半は過去 20 年以上にわたって蓄 積された観測データを中心に扱う まだデータベース化されて いない観測データのデータ ベース化を進める 策定されたフォーマットに 基づき、メタ情報の抽出作 業を開始する メタデータのデー タベース化 メタデータをデータベース 化し、公開する バーチャル情報拠 点の拡大 成果を総括し、関連他分野 への拡大・統合を検討する RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 10
    11. 11. 超高層大気で観測される物理現象 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 11
    12. 12. RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 (京都大学数理解析所) 12 12
    13. 13. 13
    14. 14. 観測データベースに関する現状の問題点 A 研究センター 地磁気指数 データベース 地磁気観測 専門家 B 研究所 ・・ ・・ ・・ C 大学 極域オーロラ データベース 太陽活動 データベース ? ? 極域観測 専門家 太陽観測 専門家 他分野のデータへ辿り着く為の RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 手がかりが無い!!! 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 14
    15. 15. メタデータを活用した観測データベース利用 A 研究センター メタデータ DB 地磁気観測 専門家 ・・ ・・ ・・ B 研究所 C 大学 極域オーロラ データベース 太陽活動 データベース 極域観測 専門家 地磁気指数 データベース メタデータ抽 出 XML 観測時刻 装置の種類 データフォー マット データの所在地 ... etc. 太陽観測 専門家 メタデータ流 通 メタデータを検索し、色々な機関の RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 多種多様な観測データの情報を取得! 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 15
    16. 16. プロジェクトの体制 他の地球科学 分野へ展開 国内他機関・大学 海外研究者 衛星、数値モデ ルデータへの拡 張 九大 宙空 研 地磁気研 地磁気研 究 究 コミュニ コミュニ ティ ティ 東北大 PPARC 電離圏・磁気圏 電離圏・磁気圏 研究 研究 コミュニティ コミュニティ XML XML 超高層大気科学 バーチャル情報拠点 XML XML 磁気圏研 磁気圏研 究 究 コミュニ コミュニ ティ ティ 極域研究 極域研究 コミュニ コミュニ ティ ティ 名大 STE 研 京大 理・附属天文 台 太陽物理研 太陽物理研 究 究 コミュニ コミュニ ティ ティ XML XML 極地 研 メタデータ DB 地磁気研究 地磁気研究 コミュニ コミュニ ティ ティ XML 京大 理・地磁気セン 赤道大気研 赤道大気研 究 究 コミュニ コミュニ ティ ティ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 ター 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 観測 DB (+ 解析ソフ ト) 京大 生存研 16
    17. 17. IUGONET プロジェクトの目的 1. これまで長年に渡って蓄積された多種多様な超高層大 気にの観測データに関するメタデータ・データベース を構築し、 2. 各研究機関が所有する各種観測データを利用した総合 解析を促進し、 3. 国内外の関連研究者の緊密な研究協力体制のもと様々 な現象が複雑に絡み合う超高層大気の長期変動のメカ ニズム解明を目指す。 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 17
    18. 18. 発表内容 1. 京都大学理学研究科 附属地磁気世界資料解析センターの紹介 2. IUGONET プロジェクト • • • • • プロジェクト概要 メタデータ・フォーマット メタデータ・データベース  …   (DSpace 利用 ) 解析ソフトウェア  …   (IDL 利用 ) 外部提供インターフェイス  …   (SRU/W, OpenSearch 利用 ) 1. まとめ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 18
    19. 19. メタデータフォーマットの策定 UGONET フォーマット ver.1 = SPASE(ver.2.1.0) + 一部改変 (http://www.spase-group.org) SPASE とは 太陽、惑星間空間、地球磁気圏の人工衛 星観測に関連する研究リソースを包括的 に表現するために作られたメタデータ フォーマット •超高層大気研究と密接な関係にある分野の データを記述するために開発 ( ベースとし て利用しやすい ) •要素、単語の拡張が可能 ( 我々のデータに あったカスタマイズが可能 ) •周辺分野の VxO に採用されている ( 将来的 なデータ交換を考慮 ) •メタデータは XML ファイルとして管理 ( コ ンピュータ上で扱いやすい ) •フォーマットや関連ツールは全て公開 ( 自 己開発する部分を減らせる ) •開発は続行中 ( フォーマット改変の提案が できる ) IUGONET による改変  非デジタル保存データに関する単語の追加  太陽観測データに特有な座標系を表す単語の追加 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」  観測位置・範囲等を記述する新要素 (SpatialCoverage) の追加 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 19
    20. 20. 発表内容 1. 京都大学理学研究科 附属地磁気世界資料解析センターの紹介 2. IUGONET プロジェクト • • • • • プロジェクト概要 メタデータ・フォーマット メタデータ・データベース  …   (DSpace 利用 ) 解析ソフトウェア  …   (IDL 利用 ) 外部提供インターフェイス  …   (SRU/W, OpenSearch 利用 ) 1. まとめ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 20
    21. 21. DSpace のブロック図 3.メタデー メタデー タ交換 タ交換 1.Web WEB UI by OAI-PMH 2. 全文検索 アクセス 権 IUGONET RDBMS XML ( DC like) メタデータのサブ セット + XML メタデータのフルセッ ト RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 21
    22. 22. メタデータ・データベースの開発 時間範囲 による検 索 既存の技術を利用してカスタマイズ  無償で利用実績の多いソフト  KURENAI, NAGOYA Repository, QIR, TOUR, 情報システム研究機構 を考慮 テキストキー ワードによる 検索 図書館や学術情報 リポジトリ等で使 われているリポジ トリ・ソフトウェ ア より詳細なメタ データへ DSpace をベースにした システムの開発 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 22
    23. 23. 発表内容 1. 京都大学理学研究科 附属地磁気世界資料解析センターの紹介 2. IUGONET プロジェクト • • • • • プロジェクト概要 メタデータ・フォーマット メタデータ・データベース  …   (DSpace 利用 ) 解析ソフトウェア  …   (IDL 利用 ) 外部提供インターフェイス  …   (SRU/W, OpenSearch 利用 ) 1. まとめ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 23
    24. 24. 解析ソフトウェアの開発 要求される最低限の仕様  時系列プロットのスタック表示  2 次元画像の同時表示 複数データの スタックプ ロット 解析ソフトウェアのイ メージ 開発方針  IDL + TDAS(THEMIS science Data Analysis Software) をベー スに開発する  ( 無償の )IDL VM で動作する ことを保証する  ローカルマシンでの解析と サーバ側での解析(→ ERG サイエンスセンターと協力) の両方を目指す 2 次元画像 データ表 示 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) GUI によ る操作 24
    25. 25. スタックプロットの試作 (2003 年 1 年分 ) RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 25
    26. 26. 発表内容 1. 京都大学理学研究科 附属地磁気世界資料解析センターの紹介 2. IUGONET プロジェクト • • • • • プロジェクト概要 メタデータ・フォーマット メタデータ・データベース  …   (DSpace 利用 ) 解析ソフトウェア  …   (IDL 利用 ) 外部提供インターフェイス  …   (SRU/W, OpenSearch 利用 ) 1. まとめ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 26
    27. 27. IUGONET 解析ソフトウェアとの連携 クライアント側 IUGONET metadata DB (3) DOM XML (2) Metadata (4a) Load procedure (1) Query (6) Plot (IDLVM+TDAS) (5) Observational Data (4b) Wget (Internal call) (SRU/SRW, OpenSearch) RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 27
    28. 28. 外部の可視化・解析ソフトウェアとの連携 http://gemsissc.stelab.nagoya-u.ac.jp/erg/ http://dagik.org/ RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 28
    29. 29. 超高層大気で観測される物理現象 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 29
    30. 30. WMO Information System の例 SRU インターフェイスを実装済 み! RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 30
    31. 31. 図書館業界 170以上?の DB を横断検 索! (DC だから、話は単純ではあるが。) SRU/SRW OpenSearch NDL Search (PORTA を内 包) OAI-PMH RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 31
    32. 32. 自然科学データベース連携の問題点 • 業界毎にメタデータ / データ・フォーマットが乱立。 (自然科学全般を記述するスーパーセットを定義するわけ にはいかないので、いたしかたない) • 各種メタデータ・フォーマットを吸収するポータルサイト が必要? RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 32
    33. 33. もし自然科学データベースの連携をするなら? メタデータ・フォーマットが異なる点が課題 。 超高層大気以外の 地球環境情報の MDB 数値モデル実験 の MDB 衛星観測の MDB WIS ポータ ル ? MDB VDC4EPS 図書館系 (DC) RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) MDB 33
    34. 34. まとめ • 超高層大気に関するメタデータ・データベースを DSpace 1.6.2 ベースで構築中。 – 実観測データは DSpace で取り扱わず、メタデータに記載された URL から実観測データを得る( restriction 問題、アナログデータ問 題)。 – Content は“ SPASE フォーマットで書かれたメタデータ (XML ファイ ル)そのもの” • 外部提供インターフェイス (SRU/SRW, OpenSearch) を準備し 、関連分野 (e.g. 気象 ) 間の横断検索を模索。 • 我々も採用している DSpace の主な利用先は学術情報リポジ トリ。そのため、学術情報リポジトリを盛り上げていく必 要もある。 RIMS 研究集会「数学におけるデジタルライブラリー構築に向けて」 2010.9.16 ( 京都大学数理解析研究所 ) 34

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